21. 合并两个有序链表（C++）
题目
将两个升序链表合并为一个新的 升序 链表并返回。新链表是通过拼接给定的两个链表的所有节点组成的。
示例：
输入：1->2->4, 1->3->4
输出：1->1->2->3->4->4
分析与题解
题解一（递归）
在忽略空链表的情况下，利用递归的思想依次对两个链表的元素进行比较和合并，大致思路如下：
也就是说，两个链表头部值较小的一个节点与剩下元素的 merge 操作结果合并。如果 l1 或者 l2 一开始就是空链表 ，那么没有任何操作需要合并，所以我们只需要返回非空链表。否则，我们要判断 l1 和 l2 哪一个链表的头节点的值更小，然后递归地决定下一个添加到结果里的节点。如果两个链表有一个为空，递归结束。
代码如下：
/**
* Definition for singly-linked list.
* struct ListNode {
* int val;
* ListNode *next;
* ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
* ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
* ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
* };
*/
class Solution {
public:
ListNode* mergeTwoLists(ListNode* l1, ListNode* l2) {
//如果某个指针为空指针，直接返回飞空指针即可
if(l1 == nullptr)
return l2;
else if(l2 == nullptr)
return l1;
else if(l1->val < l2->val){
l1->next = mergeTwoLists(l1->next,l2);
return l1;
}
else{
l2->next = mergeTwoLists(l1, l2->next);
return l2;
}
}
};
题解二（迭代）
我们可以用迭代的方法来实现上述算法。当l1和l2都不是空链表时，判断l1和l2哪一个链表的头节点的值更小，将较小值的节点添加到结果里，当一个节点被添加到结果里之后，将对应链表中的节点向后移一位。
首先，我们设定一个哨兵节点 prehead ，这可以在最后让我们比较容易地返回合并后的链表。我们维护一个 prev 指针，我们需要做的是调整它的 next 指针。然后，我们重复以下过程，直到 l1 或者 l2 指向了 null ：如果 l1 当前节点的值小于等于 l2 ，我们就把 l1 当前的节点接在prev节点的后面同时将 l1 指针往后移一位。否则，我们对 l2 做同样的操作。最后不管将哪一个元素接在了后面，我们都需要把 prev 向后移一位。
在循环终止的时候， l1 和 l2 至多有一个是非空的。由于输入的两个链表都是有序的，所以不管哪个链表非空，它包含的所有元素都比前面已经合并链表中的所有元素都要大。这意味着我们只需要简单地将非空链表接在合并链表的后面，并返回合并链表即可。
注意在while循环终止时，非空链表的剩余元素还没有与prev连接起来。所以退出循环后还需要再在指定下next为非空剩余链表的头指针。代码如下：
class Solution {
public:
ListNode* mergeTwoLists(ListNode* l1, ListNode* l2) {
ListNode* preHead = new ListNode(-1);
ListNode* prev = preHead;
while (l1 != nullptr && l2 != nullptr) {
if (l1->val < l2->val) {
prev->next = l1;
l1 = l1->next;
} else {
prev->next = l2;
l2 = l2->next;
}
prev = prev->next;
}
// 合并后 l1 和 l2 最多只有一个还未被合并完，我们直接将链表末尾指向未合并完的链表即可
prev->next = l1 == nullptr ? l2 : l1;
return preHead->next;
}
};
